Човешкият мозък - принципите на неговата работа, способности, граници на физиологичен и психически стрес - продължават да остават една голяма загадка за изследователите. Въпреки всички успехи в своето проучване, учените все още не са в състояние да обяснят как мислим, да разберат механизмите на съзнанието и самосъзнанието. Натрупаните знания за работата на мозъка обаче са достатъчни, за да опровергаят някои от често срещаните митове за него.
А завистливи хора са били по-умни от нас?
Средният мозъчен обем на съвременния човек е около 1400 кубически сантиметра, което е доста голяма стойност за размера на нашето тяло. Човекът е израснал голям мозък за себе си в хода на еволюцията - антропогенеза. $ CUT $ Нашите предци като маймуни, които нямаха големи нокти и зъби, слязоха от дървета и се преместиха на живот в открити пространства, започнаха да развиват мозъка. Въпреки че това развитие не вървеше бързо - в Австралопитек обемът на мозъка (около 500 кубически сантиметра) на практика не се променя за шест милиона години. Скокът в увеличението му се е състоял преди два милиона и половина години.
В ранния Homo sapiens мозъкът вече е нараснал значително - при Homo erectus (Homo erectus) обемът му е от 900 до 1200 кубически сантиметра (това е обхванато от обхвата на съвременния човешки мозък). Неандерталците имаха много голям мозък - 1400-1740 кубически сантиметра, което е средно повече от нашия. Ранните Homo sapiens на територията на Европа - кроманьонци - просто ни включат в колана с мозъка си: 1600-1800 кубически сантиметра (въпреки че кроманьонците са високи - 180-190 сантиметра, а антрополозите намират пряка връзка между размера на мозъка и височината).
Мозъкът в човешката еволюция не само се увеличи, но и се промени в съотношението на различните части. Палеоантрополозите изследват мозъка на изкопаемите хоминиди от черепната отливка - ендокран, който показва относителния размер на лобовете. Фронталният лоб се разви най-бързо, което се свързва с мисленето, съзнанието, появата на речта (зона на Брока). Развитието на париеталния лоб се придружава от подобряване на чувствителността, синтеза на информация от различни сетива и фини двигателни умения на пръстите. Временният лоб подпомага развитието на слуха, осигурявайки звукова реч (зона на Вернике). Така например при еректус мозъкът нараства на ширина, тилната част и мозъчният мозък се увеличават, но фронталният дял остава нисък и тесен. А при неандерталците, в техния много голям мозък, челните и париеталните лобове бяха сравнително слабо развити (в сравнение с тилната). При кроманьонците мозъкът става много по-висок (поради увеличаване на фронталния и париеталния лоб) и придоби сферична форма.
И така, мозъкът на нашите предци растеше и расте, но парадоксално, преди около 20 хиляди години, започна обратната тенденция: мозъкът започва постепенно да намалява. Така че съвременните хора имат по-малък среден размер на мозъка от неандерталците и кроманьонците. Каква е причината?
Промоционално видео:
Мнение на антрополога
Антропологът Станислав Дробышевски (доцент от катедрата по антропология на Биологическия факултет на Московския държавен университет) отговаря: „На този въпрос има два отговора: единият е харесван от всички, другият е правилен. Първият е, че размерът на мозъка не е пряко свързан с интелигентността и структурата на неандерталците и кроманьонците е била по-проста от нашата, но техническата непълнота се компенсира от големия размер и това уж не напълно. В действителност ние не знаем абсолютно нищо за нервната структура на мозъка на древните хора, така че такъв отговор е пълна спекулация, утешаваща самонадеяността на съвременните хора. Вторият отговор е по-реален: древните хора са били по-умни.
Те трябваше да разрешат куп проблеми с оцеляването и да мислят много бързо, за разлика от нас, на които всичко е представено на сребърна чиния и дори дъвчене, и няма защо да бързаме никъде. Древните хора бяха генералисти - всеки държеше в главата си пълен набор от информация, необходима за оцеляване във всички ситуации, плюс това трябваше да има способността реактивно да мисли в непредвидени ситуации. Имаме и специализация: всеки знае малка част от своята информация, а ако нещо се случи - „свържете се със специалист“.
Невронаучно мнение
Сергей Савелиев, Ръководител на лабораторията за развитие на нервната система на Института по морфология на човека на Руската академия на медицинските науки: „Това се дължи на факта, че в човешката популация има изкуствен подбор, насочен към намаляване на индивидуалната променливост и целенасочен подбор на силно социализирана посредственост. И да унищожава твърде умни и асоциални личности. Такава общност е по-управляема, тя се състои от по-предвидими хора, което винаги е от полза. По всяко време обществото жертва патогените на спокойствието в полза на безконфликтност и стабилност. Преди това те просто са били изядени, а по-късно са изгонени от общността. Именно заради това, от моя гледна точка, заради миграцията на най-умните отхвърлени и започна преселването на човечеството. И в заседналия,В консервативните и по-социализирани групи имаше скрита селекция за консолидиране на някои от най-удобните и благоприятни свойства на поведение за поддържане на общността. Поведенческият подбор доведе до свиване на мозъка.
НЕЗАДЪРЖАЛНИТЕ МОЗНИ РАЗЛИКИ ОТ НАШАТА ЕДНА ЕДНА ФАЗА ЗА РАЗВИТИЕ
Откритията на неандерталските деца дават възможност да се проследи как са се развили големите им мозъци. Учени от Института за еволюционна антропология на Макс Планк в Лайпциг, заедно с френските си колеги, са реконструирали сравнителното развитие на мозъка на неандерталеца и хомо сапиенса. Първо, учените извършили компютърна томография на черепа на 58 съвременни хора. И тогава направиха същото, като поставиха в томографа черепите на девет неандерталци от различна възраст.
Въпреки че размерът на черепа на неандерталеца е не по-малък от нашия, по форма те се различават значително. Но при новородени и от двата вида мозъчната кутия е почти еднаква по форма - при неандерталското бебе е доста малко по-удължена. И тогава пътищата на развитие се разминават. При съвременния човек през периода от липсата на зъби до непълен набор от резци се променя не само размерът, но и формата на мозъчната кутия - тя става по-сферична. И тогава тя се увеличава само по размер, но почти не се променя във формата. Биолозите са решили, че това е ключов процес на оформяне на мозъка, който неандерталците липсват. Формата на черепа на техните новородени, юноши и възрастни е почти еднаква. Общата разлика е в един критичен стадий веднага след раждането. Вероятно учените смятат,такава забележима промяна във формата е придружена от трансформация на вътрешната структура на мозъка и развитие на невронна мрежа, което създава условия за развитието на интелигентността. Учените публикуваха статия за развитието на мозъка на различни човешки видове в списанието Current Biology.
МИТЪТ 1. ЧОВЕКЪТ МОЗЪКЪТ Е, ПО-УМЕНТЕ Е
Размерите на мозъка варират доста и сред съвременните хора. Значи, известно е, че мозъкът на Иван Тургенев тежеше 2012 грама, а този на Анатол Франс беше почти цял килограм по-малко - 1017 грама. Но това изобщо не означава, че Тургенев е бил два пъти по-умен от Анатол Франция. Освен това беше записано, че собственикът на най-тежкия мозък - 2900 грама - е изостанал умствено.
Тъй като най-важната част от мозъка са нервните клетки или невроните (те образуват сивото вещество), може да се предположи, че колкото по-голям е мозъкът, толкова повече неврони съдържа. И колкото повече неврони, толкова по-добре работят. Но в мозъка има не само неврони, но и глиални клетки (те изпълняват поддържаща функция, насочват миграцията на невроните, снабдяват ги с хранителни вещества и според последните данни участват и в информационните процеси). Освен това част от мозъчната маса се образува от бяло вещество, което е съставено от проводими влакна. Тоест има връзка между размера на мозъка и броя на невроните, но не и пряка. И очевидно няма връзка между размера на мозъка и интелигентността.
МИТЪТ 2. НЕРВНИТЕ КЛЕТКИ НЕ СТАВАЙТЕ
Тъй като невроните не се делят, отдавна се смята, че образуването на нови нервни клетки става само по време на ембрионалното развитие. Учените откриха, че това не е така преди няколко години. Оказа се, че в мозъка на възрастни лабораторни плъхове и мишки има зони, в които се раждат нови неврони - неврогенеза. Техният източник са стволовите клетки на нервната тъкан (нервни стволови клетки). По-късно беше установено, че хората също имат такива зони. Изследванията показват, че новите неврони активно развиват контакти с други клетки и участват в ученето и паметта. Да повторим: при възрастни животни и хора.
По-нататък учените започват да изучават какви външни фактори могат да повлияят на раждането на невроните. И се оказа, че неврогенезата се засилва с интензивно обучение, с обогатяване на условията на околната среда и с физическа активност. И най-мощният фактор, потискащ неврогенезата, беше стресът. Е, този процес се забавя с възрастта. Това, което е вярно за лабораторните животни, в този случай може да бъде напълно прехвърлено на хора. Освен това наблюденията и изследванията върху хора потвърждават това. Тоест, за да засилите образуването на нови нервни клетки, трябва да тренирате мозъка, да научите нови умения, да запаметите повече информация, да разнообразите живота си с нови преживявания и да водите физически активен начин на живот. В напреднала възраст това води до същия ефект като в по-младите години. Но стресът за раждането на нови неврони е разрушителен.
Мозъкът може да се изпомпва на бягаща пътека
Изследване, ръководено от международен екип от учени и публикувано в списанието PNAS, показа, че аеробните упражнения (упражнения за бягане на пътека) в напреднала възраст изграждат хипокампуса, област на мозъка, която е много важна за паметта и пространственото обучение. Обемът му беше определен с магнитен резонанс. Смята се, че с възрастта хипокампусът се свива със скорост 1-2% годишно. Експертите смятат, че тази атрофия на хипокампуса е пряко свързана с отслабването на паметта, свързано с възрастта. Така че при възрастни индивиди, които са били ангажирани на бягаща пътека в продължение на една година, обемът на хипокампуса не само не намалява, но дори се увеличава, а също така подобрява пространствената памет в сравнение с контролната група. Причината отново е в стимулирането на образуването на нови неврони.
Стресът уврежда мозъка. Интересни житейски възстановки
Детският стрес е особено лош за мозъка. Последствията му засягат психиката, поведението и интелектуалните способности на възрастен. Но има начин да се компенсират вредните ефекти от ранния стрес. Както показаха израелски учени на лабораторни плъхове, можете да помогнете, ако обогатите местообитанието на жертвата. Стресът унищожава мозъка чрез хормони, които включват кортикостероиди, произведени в надбъбречните жлези, както и хормоните на хипофизата и щитовидната жлеза. Повишеното им ниво причинява промени в дендритите - кратки процеси на невроните, намалява синаптичната пластичност, особено в хипокампуса, забавя образуването на нови нервни клетки в зъбния вирус на хипокампуса и т.н. Такива нарушения по време на развитието на мозъка не остават незабелязани.
Експерти от Института за изследване на афективната невронаука от Университета в Хайфа разделиха лабораторни плъхове на три групи. Единият е бил подложен на тридневен стрес в млада възраст, вторият е поставен в обогатена среда след стрес, третият е оставен като контрола. Плъхове, които трябваше да живеят в обогатена среда, бяха преместени в голяма клетка, където имаше много интересни предмети: пластмасови кутии, цилиндри, тунели, платформи и колела за бягане.
При тестване плъховете от стресовата група показаха повишен страх и намалено любопитство и се научиха по-лошо.
Те имаха намалена мотивация да изследват нова среда, което може да се сравни със загубата на интерес към живота, което често се случва при човек в състояние на депресия. Но да бъдеш в обогатена среда, компенсира всички нарушения, причинени от стреса в поведението.
Учените предполагат, че обогатяването на околната среда предпазва мозъка от стрес поради няколко причини: стимулира производството на протеини - нервни растежни фактори, активира невротрансмитерните системи и благоприятства образуването на нови нервни клетки. Те публикуваха резултатите в списание PLoS ONE. Тези резултати са най-пряко свързани с сираци, чието ранно детство е прекарано в сиропиталище. Само интересният и наситеен с живота живот, който осиновителите ще се опитат да създадат за тях, ще помогне да се изглади трудното житейско преживяване.
МИТЪТ 3. ЧОВЕШКАТА МОЗНАТА РАБОТА НА 10/6/5/2%
Тази идея беше много разпространена доскоро. Обикновено се цитира като обосновка, че мозъкът има латентен потенциал, който не използваме. Но съвременните методи на изследване не подкрепят тази теза. „Произтича от факта, че когато се научихме да регистрираме електрическата активност на отделните неврони, се оказа, че много малко от всички неврони в точката на измерване са активни в даден момент“, казва Олга Сварник, ръководител на лабораторията за системна неврофизиология и невронни интерфейси в Центъра на НБИК на Руския изследователски център институт “.
В мозъка има около 1012 неврона (броят се актуализира непрекъснато) и те са много специализирани: някои са електрически активни при ходене, други - докато решават математически проблем, други - по време на любовна среща и пр. Трудно е да си представим какво би се случило, ако те изведнъж решат да правят пари едновременно! „Точно както ние не сме в състояние да реализираме целия си опит едновременно, тоест не можем едновременно да караме кола, да скачаме с въже, да четем и т.н.“, обяснява Олга Сварник, „така правят и всичките ни нервни клетки не може и не трябва да бъде активен едновременно. Но това не означава, че не използваме мозъка сто процента “.
„Това е измислено от онези психолози, които сами използват мозъка с два процента“, категорично твърди Сергей Савелиев в интервю пред репортер. - Мозъкът може да се използва само напълно, нищо не може да бъде изключено в него. Според физиологичните закони мозъкът не може да работи по-малко от половината, защото дори когато не мислим, в невроните се поддържа постоянен метаболизъм. И когато човек започне да работи интензивно с главата си, за да разреши някои проблеми, мозъкът започва да изразходва почти два пъти повече енергия. Всичко останало е измислица. И никой мозък не може да бъде обучен така, че да засили работата си десетократно."
МИТ 4. ВСИЧКО ДЕЙСТВИЕ ОТГОВОРЯВА СЕ ЧАСТ ОТ МОНТАЖА
В действителност в кората на мозъчните полукълба на човека невролозите разграничават зони, свързани с всички сетива: зрение, слух, мирис, допир, вкус, както и асоциативни зони, където информацията се обработва и синтезира. А магнитният резонанс (ЯМР) регистрира активността на определени зони по време на различни дейности. Но мозъчната карта не е абсолютна и има все повече доказателства, че нещата са много по-сложни. Например в речевия процес участват не само добре познатата област на Брока и областта на Вернике, но и други части на мозъка. А мозъчният мозък, който винаги е бил свързан с координация на движението, участва в голямо разнообразие от мозъчни дейности.
На въпроса дали има специализация в мозъка, „Подробности за света“се обърна към Олга Сварник: „Има специализация в мозъка на ниво неврони и е доста постоянна“, отговори специалистът. - Но е по-трудно да се разграничи специализацията на ниво структури, защото напълно различни неврони могат да лежат един до друг. Можем да говорим за натрупване на неврони, като колони, можем да говорим за сегменти от неврони, които се активират в същия момент, но е невъзможно наистина да се избират големи области, които са обичайни за подчертаване. ЯМР отразява активността на кръвния поток, но не и работата на отделните неврони. Вероятно от изображенията, получени чрез ЯМР, можем да кажем къде, повече или по-малко вероятно, може да се намери една или друга специализация на неврони. Но ми се струва неправилно да кажа, че някаква зона е отговорна за нещо."
МИТ 5. Мозъкът е КОМПЮТЪР
Според Олга Сварник сравняването на мозъка с компютър не е нищо повече от метафора: „Можем да си представим, че в работата на мозъка има определени алгоритми, че човек е чул информация и прави нещо. Но да кажем, че мозъците ни работят по този начин, би било погрешно. За разлика от компютър, в мозъка няма функционални блокове. Например, хипокампусът се смята за структура, отговорна за паметта и пространствената ориентация. Но невроните в хипокампуса се държат различно, имат различни специализации, те не функционират като цяло."
И ето какво мисли биологът и популяризаторът на науката Александър Марко по същия въпрос (Институт по палеонтология на Руската академия на науките): „В компютър всички сигнали, които се обменят от елементи на логически вериги, имат еднакъв характер - електрически и тези сигнали могат да бъдат приемани само от един от двамата стойности - 0 или 1. Предаването на информация в мозъка не се основава на двоичен код, а по-скоро на тернар. Ако вълнуващият сигнал е свързан с един, а отсъствието му с нула, тогава инхибиращият сигнал може да се оприличи на минус един. Но всъщност мозъкът използва няколко десетки видове химически сигнали - все едно компютър използва десетки различни електрически токове … И нулите и тези биха могли да имат десетки различни, да речем, цветове.
Най-важната разлика е, че проводимостта на всеки конкретен синапс … може да варира в зависимост от обстоятелствата. Това свойство се нарича синаптична пластичност. Има още една радикална разлика между мозъка и електронния компютър. В компютър основният обем памет се съхранява не в логическите електронни схеми на процесора, а отделно, в специални устройства за съхранение. В мозъка няма области, които да са специално определени за дългосрочно съхранение на спомени. Цялата памет е записана в една и съща структура на междунейронните синаптични връзки, която в същото време е грандиозно изчислително устройство - аналог на процесор."